Институт Точной Механики и Оптики

( Технический Университет)

Курсовая работа.

“Синтез цифровых автоматов”

Студент: Максимова Т.В.

Группа 252.

Преподаватель: Скорубский В.И.

Консультант: Скорубский В.И.

Санкт – Петербург 2001

Содержание.

Введение. 3

Задание. 4

Часть 1. Проектирование операционного устройства. 5

1.1. Разработка функциональной схемы ОУ для заданных элементарных операций. 6

BUS B 7

BUS D1 7

BUS D2 7

BUS D3 7

BUS A 7

BUS D1 9

BUS D2 9

BUS D3 9

BUS A 9

BUS B 9

1.2. Проектирование функциональной схемы. 11

Y21 13

Часть 2. Проектирование управляющих автоматов. 14

2.1. Общие принципы проектирования. 14

2.2. Управляющий автомат Мура. 14

2.2.1. Унитарное кодирование. DV – регистр. 18

2.2.2. Унитарное кодирование. Сдвигающий регистр 20

2.2.3. Максимальное кодирование. DV-регистр. 23

2.2.4 Максимальное кодирование. Счетчик. 25

2.3. Управляющий автомат Мили. 28

2.3.1. Унитарное кодирование. DV – регистр. 30

2.3.2. Унитарное кодирование. Сдвигающий регистр. 33

2.3.3. Максимальное кодирование. DV - регистр. 36

2.3.4. Максимальное кодирование. Счетчик. 39

2.4. Проектирование функциональной схемы. 41

C 44

R 44

Введение.

Структура автоматического устройства, выполняющего вычисления по заданному алгоритму.

шаги,

входные предписания, внешние

данные инструкции условия

операционная часть

управля-ющая часть

выходные

данные признаки,

условия

операци-

онное

устрой-

ство

(микро-

операц.) опеоперации

управля-

ющее

устрой-

ство

(ГСА)

Y (микрокоманды)

X0

Внешние признаки

Входные данные

X1

Внутренние признаки

Выходные данные

Задание.

Разработать схемы цифровых автоматов для выполнения заданного алгоритма.

Заданы:

- схема алгоритма.

- система микрокоманд.

- элементная база.

Разработать:

1) Операционный автомат

- функциональная схема.

- структурная схема.

2) Управляющий автомат

Автомат Мура:

• унитарное кодирование.состояний

• максимальное кодирование. состояний

• применение счетчика состояний.

• Автомат Мили:

• унитарное кодирование. состояний

• максимальное кодирование. состояний

• применение счетчика состояний

3) Функциональную (логическую ) схему минимального управляющего автомата.

Заданы:

Y={Y1,Y2,...Yк}

X=X0 U X1={x1,x2...xm}

ГСА

Часть 1. Проектирование операционного устройства.

Операционное устройство состоит из операционных автоматов, функциональных исполнительных и соединительных элементов. Все элементы выполняют элементарные операции при включении их управляющими сигналами Y.

Операционные автоматы - функциональные элементы с

памятью. К ним относятся однобитовые регистры-флаги, многоразрядные регистры общего назначения (хранение двоичных кодов), специальные регистры (сдвигатели, счетчики, накапливающие сумматоры).

Функциональные исполнительные элементы - одноразрядные и многоразрядные логические и арифметические элементы; несколько арифметических операций (+,-,+1,-1) объединяются в арифметическое устройство АУ(AU), операции выбираются управляющими сигналами. Арифметические и логические операции (+,-,+1,-1,&,V, not V, not ) объединяются в арифметико-логическое устройство АЛУ(ALU), операции выбираются управляющими сигналами.

Соединительные элементы: вентили, шины, мультиплексоры соединяют операционные автоматы и исполнительные элементы в общую схему операционного устройства.

Задано множество элементарных операций, выполняемых операционным устройством под воздействием управляющих сигналов:

y₄ ) S  S – b;

y₇ ) b + 1, D_i  S

y₁₃ ) b * 2 ;

y₁₄ ) S – 1 , D_i  a

y₁₅ ) a – 1

y₁₆ ) b – 1 , D_i  a

y₁₇ ) S  2 * S + a

y₁₈ ) S  2 * S – a , D_i  b

y₂₀ ) S  S/2 – b , D_i  a

y₂₁ ) a  a&b

y₂₅ ) (b ≤ 9)

y₃₀ ) (S < a)

y₃₂ ) S  S/4 , D_i  a

Требуется разработать логическую схему операционного устройства на стандартных элементах.